鋁塑复合用聚氨酯胶粘剂的制备及性能研究.doc

铝塑复合用聚氨酯胶粘剂的制备及性能研究??????王?青，陈广学，陈双莲，王焕美，袁雅倩????（华南理工大学?制浆造纸工程国家重点实验室，广州５１０６４０）????摘要：以聚酯、聚醚混合多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料，制备了一种低粘度无溶剂型聚氨酯覆膜胶粘剂。研究了聚酯、聚醚混合多元醇的配比对胶粘剂合成时间、粘度、抗水性能和粘结强度的影响；同时，探讨了催化剂的添加对胶粘剂综合性能的影响。结果表明：由混合聚酯、聚醚多元醇合成的聚氨酯胶粘剂粘度低、易涂覆且耐水性得以改善，但比例必须适宜，以２种多元醇所含羟基物质的量比为０．３：０．７为佳；催化剂的加入虽能显著提高固化速度，但降低了胶粘剂的剥离强度，不利于胶粘剂综合性能的改善，故应酌情适量添加。????关键词：聚酯多元醇；聚醚多元醇；聚氨酯；催化剂；铝塑复合????中图分类号：ＴＢ４８４；ＴＢ４８７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１－３５６３（２０１２）１３－００５９－０４?　　????随着人们环保意识的提升，传统溶剂型胶粘剂因其有机溶剂的挥发［１－２］，逐渐被无溶剂聚氨酯胶粘剂取代，无溶剂聚氨酯因具有环保、经济、安全等优势，近几年在国外使用量逐年增多。无溶剂聚氨酯胶粘剂作为聚氨酯胶粘剂的一种，具有良好的耐磨、耐水、耐油、耐溶剂、耐化学药品等性能［３－５］，但其缺点是在高温高湿环境下易水解而降低胶粘剂的粘结强度［６］。提高聚氨酯胶粘剂的耐蒸煮性成为了研究无溶剂聚氨酯覆膜胶的一个重点和难点。????当原料中端羟基组分为聚酯多元醇时，聚氨酯材料有较高的耐热性、粘接强度、耐油性和抗氧化性，但耐水解稳定性较差；端羟基组分为聚醚多元醇时，其具有较好的柔韧性、耐低温性和耐水性，但强度和耐老化性较差［７］。为了改善聚氨酯胶粘剂的综合性能，考察了不同种多元醇原料对聚氨酯的影响，用不同配比的聚醚与聚酯混合多元醇与异氰酸酯反应，合成不同的聚氨酯，并对其粘度、吸水率、固化时间和粘结性能进行了测定；同时还探讨了催化剂的加入对聚氨酯各项性能的影响，以期制备出性能优良的无溶剂双组分聚氨酯胶粘剂。????１　试验????１．１　主要原料及仪器????试验原料：聚己二酸１，４－丁二醇酯（ＰＢＡ，Ｍｎ＝１２３０）工业纯，泰州市茂尧聚氨酯塑料制品厂；聚氧化丙烯二醇（ＰＰＧ，Ｍｎ＝１０００）工业纯，江苏省海安石油化工厂；异佛尔酮二异氰酸酯（ＩＰＤＩ）工业纯，拜耳（Ｂａｙｅｒ）公司；蓖麻油（ＣＯ）化学纯，广东光华化学厂；二丁基二月桂酸锡（ＤＢＴＤＬ）实验纯，上海凌峰化学试剂有限公司。????试验仪器：２３８０万能试验机，美国Ｉｎｓｔｒｏｎ；Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ　ＤＶ－ＩＩ＋Ｐｒｏ旋转粘度仪，Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ　Ｅｎ－ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ；ＳＨＺ－Ｄ水循环真空泵，予华仪器有限公司；ＤＨＧ－９１４０Ａ电热恒温鼓风干燥箱，上海申贤恒温设备厂；ＢＳ１２４Ｓ分析天平，德国赛多利斯科学仪器有限公司；ＤＦ１０１Ｓ恒温油浴锅，予华仪器有限公司。????１．２　聚氨酯Ａ组分的合成????将真空脱水的ＰＰＧ，ＰＢＡ和ＣＯ按预设配比进行混合，加入装有温度计和搅拌器的四口烧瓶中，在１２０下真空干燥２ｈ，然后按—ＮＣＯ／—ＯＨ物质的量比Ｒ＝２加入异佛尔酮二异氰酸酯，在一定温度下通氮气反应，当残余异氰酸酯含量接近理论值时结束反应，出料并密封保存，即为端异氰酸酯聚氨酯预聚体Ａ组分。????１．３　聚氨酯胶粘剂的制备????将聚氨酯Ａ组分与真空干燥的Ｂ组分蓖麻油多元醇按—ＮＣＯ／—ＯＨ物质的量比Ｒ′＝１．３均匀混合，得到双组分无溶剂聚氨酯胶粘剂（ＰＵＲ）。理论上ｎ（—ＮＣＯ）ｎ（—ＯＨ）＝１１时两组份恰好完全反应，但是考虑到残留的水会消耗一部分—ＮＣＯ，常将—ＮＣＯ过量。????１．４　性能测试????１）粘度测定。采用Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ　ＤＶ－ＩＩ＋Ｐｒｏ旋转粘度计，所选转子为ｓ６４，５０ＲＰＭ，测定Ａ组分在６０时的粘度。????２）异氰酸酯基含量测定。聚氨酯预聚体中的异氰酸酯基与过量的二正丁胺在甲苯中反应，反应完成后，用盐酸标准滴定溶液滴定过量的二正丁胺。异氰酸酯基含量以质量分数表示：????ω＝（Ｖ１－Ｖ２）ｃ×０．０４２×１００／ｍ×１００%????其中：Ｖ１为空白试验所消耗的盐酸标准滴定溶液的体积（ｍＬ）；Ｖ２为试样所消耗的盐酸标准滴定溶液的体积（ｍＬ）；ｃ为盐酸标准滴定溶液的实际浓度（ｍｏｌ／Ｌ）；ｍ为试样的质量（ｇ）；０．０４２是０．００１ｍｏｌ异氰酸酯基的质量。????３）剥离强度测定。采用Ｔ剥离强度试验法，参照ＧＢ／Ｔ　２７９１－１９９５。????４）吸水率测定。将双组分胶粘剂混合均匀，干燥成膜后，切?取１ｃｍ×１ｃｍ×０．５ｃｍ，称?其?质?量（ｍ１）